锂硫电池的优缺点

目前应用最广泛的锂离子电池、由于受容量限制，难以满足人们对电池能量的更高需求。锂硫电池成为了新一代高能量电池研究开发的热点。

Li和S的理论比容量分别为3861mAh/g和1672mAh/g，单质硫的高容量基于单质硫的转化反应、一个S原子可以与两个Li原子反应生成Li2S，其组成的锂硫电池理论容量为1167mAh/g，是普通锂离子电池容量的近3倍。高比容量和高能量密度是动力电池发展的关键点，因此单质硫是一种很有潜力的锂二次电池的正极材料。

锂硫电池的优点

1.能量密度高
2.温度工作范围宽。不存在锂电池在高温和低温下充放电性能严重恶化的情况。其在-40℃—80℃相对较宽的温度范围内具有不错的性能。
3.相对来说锂枝晶问题不明显。因其固有的安全机理。相对于锂离子电池要不断改进安全性，在锂硫二次电池中虽然也存在锂晶品问题，但相对不明显。这是采用电解质/液态正极体系的结果。寿命终结时的容量和电压衰竭是由硫电极疲劳造成的，而不是由于锂电极的失效造成的。
4.高功率放电较锂电池突出。在一般锂离子电池中，由于电极反应是以锂离子的嵌入脱出为主，所以电极反应的速率由锂离子的扩散控制；而在锂硫电池中，多硫电极的反应速率仅由电解质媒介扩散速率决定，因此高的功率密度可以在锂硫电池中更容易实现。

缺点：

锂硫电池虽具有较大理论比容量，但是实际上容量利用率并不高。目前锂硫电池的研发过程中存在如下问题：

1.在室温下，硫分子是由8个S原子相连组成的冠状结构、是典型的电子和离子绝缘体(电导率5X10-30S/cm)，并且反应最终生成的Li2S2和Li2S均为非导体，覆盖在硫正极的表面，严重影响电子在正极材料中的传输，造成正极材料中S的利用率很低。
2.放电反应的中间产物会大量溶解于电解质中。大量的多硫化锂溶解并扩散于电解质中，会导致正极活性物质的流失，从而降低电池的库仑效率。
3.溶解的大量的多硫化锂在正负极之间形成浓度差，在浓度梯度的作用下迁移到负极，与锂发生自放电腐蚀反应，导致活性物质不可逆的容量损失；同时部分低聚态的还原产物在浓度梯度的作用下扩散回正极进行再次氧化，进一步降低库仑效率。
4.当低聚态再次被氧化后，由于电极表面的不均匀性，可能生成锂枝晶而导致安全问题，并且可能会导致锂硫电池的过充现象，即在同一放/充电过程中，充电容量高于放电容量，甚至充电过程达不到截止电压。
5.硫和最终产物Li2S的密度不同，形成Li2S后体积膨胀近80%，易导致Li2S的粉化，引起锂硫电池的安全问题。

目前常用的解决方法：

第一是电解液方面，主要用醚类的电解液作为电池的电解液，电解液中加入一些添加剂，可以非常有效的缓解锂多硫化合物的溶解问题。

第二是正极材料方面，主要是把硫和碳材料复合，或者把硫和有机物复合，可以解决硫的不导电和体积膨胀问题。